Maass P., Peissker P. (ред.) Handbuch Feuerverzinken
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9.2.3
Korrosionsbelastung in Innenräumen
9.2.3.1 InnenräumeohneKlimatisierung
In geschlossenen Innenräumen ist Zink im Allgemeinen beständig. Es entsteht
lediglich ein Belag, der einen Reflexionsverlust der Oberfläche bewirkt. Aus diesem
Grunde wurden auch hierzu nur wenige Untersuchungen durchgeführt, so z. B.
über das Verhalten von Zink in einem in der kalten Jahreszeit beheizten Keller, in
einem feuchten, unbeheizten Dachraum mit Wassertank sowie in einer Küche,
deren Luft sowohl Schwefeldioxid als auch organische Schwefelverbindungen
enthielt [9.15]. Die Dickenabnahme des Zinks betrug im Keller 0,31 µm/Jahr, im
Dachraum 0,15 µm/Jahr und in der Küche 1,5 µm/Jahr. Selbst in Industriehallenmit
Feuerungsanlagen sowie Zement- und Kohlezerkleinerungsanlagen ist die Korro-
sion des Zinks nur sehr gering, und die Schichtdickenabnahme liegt unter diesen
Verhältnissen zwischen 0,26 und 0,77 µm/Jahr. Lediglich in Luft mit viel
9 Korrosionsverhalten von Zinküberzügen
Tab. 9.3 Korrosivitätskategorien füratmosphärische Umgebungsbedingungen und typische
Beispiele nach DIN EN ISO 12944–2
Korrosivitä-
tskategorie
Dickenverlust im 1. Jahr
(µm)
Beispiele typischer Umgebungen
C-Stahl Zink Freiluft Innenraum
C1
unbedeu-
tend
£ 1,3 £ 0,1 – £ 60% relativer Luftfeuch-
tigkeit, geheizte Gebäude
(mit neutralen Atmosphä-
ren)
C2
gering
>1,3–25 > 0,1–0,7 gering verunreinigte At-
mosphäre, trockenes Kli-
ma, meist ländliche Be-
reiche
ungeheizte Gebäude mit
zeitweiser Kondensation
C3
mäßig
>25–50 > 0,7–2,1 Stadt-/Industrieatmoshä-
re mit mäßiger SO
2
-Be-
lastung oder gemäßigtes
Küstenklima
Räume mit hoher relativer
Luftfeuchtigkeit und etwas
Verunreinigungen, Pro-
duktionsräume
C4
stark
>50–80 > 2,1–4,2 Industrieatmosphäre und
Küste mit mäßiger Salz-
belastung
z. B. chemische Produk-
tionshallen, Schwimmbä-
der
C5-I
sehr stark
>80–200 > 4,2–8,4 Industrieatmosphäre mit
hoher relativer Luftfeuch-
tigkeit und aggressiver
Atmosphäre
Gebäude mit nahezu
ständiger Kondensation
und starker Verunreini-
gung
C5-M
sehr stark
>80–200 > 4,2–8,4 Küsten- und Offshorebe-
reich mit hoher Salzbe-
lastung
340
Schwefeldioxid bei hoher Feuchtigkeit (ggf. unter kühlen Dächern) werden höhere
Werte erreicht. Derartige Bedingungen können auftreten, wenn Verbrennungs-
abgase nicht ins Freie geführt werden, denn diese enthalten mehr oder weniger
Schwefel, der bei der Verbrennung zu SO
2
oxidiert wird, aus dem in Verbindung mit
dem gleichzeitig entstehenden Wasserdampf schwefelige Säure entstehen kann.
Insbesondere an gut wärmeleitenden Wand- und Dachflächen kann dies bei
niedriger Außentemperatur zu Kondensatbildung und damit zu Korrosion führen
(vgl. Abschnitt 9.2.4).
9.2.3.2 Innenräume mit Klimatisierung
In klimatisierten Innenräumen, z. B. Hochregallagern mit temperatur- oder
feuchtigkeitsempfindlicher Ware, werden atmosphärische Verunreinigungen eben-
so vorhanden sein wie in der Umgebung, sofern die Luft nicht gefiltert wird, was nur
in Ausnahmefällen üblich ist. Somit werden auch die Korrosionsverhältnisse denen
in Innenräumen ohne Klimatisierung etwa vergleichbar sein (vgl. Abschnitt 9.2.3.1).
Vorteilhaft hierbei jedoch ist, dass sich durch die Steuerung von Temperatur und
relativer Luftfeuchtigkeit eine Taupunktunterschreitung mit Sicherheit verhindern
lässt (Abb. 9.10) , wodurch eine Kondensatbildung vermieden und die Oberfläche
des feuerverzinkten Stahls gegen Weißrostbildung sicher geschützt wird (vgl.
Abschnitt 9.2.4).
9.2.4
Weißrostbildung
Zinküberzüge, insbesondere noch nicht bewitterte ohne schützende Deckschicht,
sind empfindlich gegen Kondenswasser bei behindertem Luftzutritt. In diesem Fall
werden nämlich Zinkhydroxide gebildet, die nicht zu basischen Carbonaten
weiterreagieren können. Bei den unter diesen Bedingungen relativ schnell
gebildeten Zinkkorrosionsprodukten handelt es sich um weiße, lockere Schichten,
9.2 Korrosionsbelastung durch die Atmosphäre
Abb. 9.10 Beispiel zur Ermittlung der Mindesttemperaturen zur
Vermeidung der Taupunktunterschreitung (z. B. Lufttemperatur
+22°C, relative Luftfeuchtigkeit 70%; Taupunkt: 16,5 °C; Verband
der Deutschen Feuerverzinkungsindustrie e. V., Düsseldorf [9.1])
341
diekeineschützende Wirkung haben [9.15], [9.28], [9.29]. Dies gilt in ähnlicher
Weise, wenn Regenwasser von den Zinküberzügen nicht ablaufen und abtrocknen
kann, wodurch die Luftzufuhr behindert wird und damit auch der füreine
Schutzschichtbildung notwendige Zutritt von CO
2
. Beispiele für eine in dieser
Hinsicht ungünstige bzw. günstige Lagerung feuerverzinkter Teile zeigen die Abb.
9.11–9.13.
Ebenso können derartige Schäden bei Transport und Lagerung feuerverzinkter
Teile auftreten. Mit Kondenswasserbildung ist stets dann zu rechnen, wenn
plötzliche Temperatur-/Feuchte-Wechsel derart auftreten, dass das über Nacht
ausgekühlte Verzinkungsgut am Morgen mit schneller aufgewärmter Luft in
Berührung kommt. Dies tritt besonders häufig zum Beispiel beim Schifftransport in
nicht oder nur mangelhaft belüfteten Laderäumen auf. Hier kann an den kühleren
feuerverzinkten Gütern feuchtwarme Luft (z. B. tropische Warmluft) vorbeistrei-
chen und Wasser an diesen kondensieren, andererseits kann auch das Seewasser die
Außenhaut des Schiffes im Laderaumbereich kühlen, wodurch es in dem mit
feuchter Luft gefüllten Raum zu Taupunktunterschreitung kommen und Wasser
kondensieren kann [9.29]. Diese Schäden können auch bei LKW- und Bahntransport
sowie bei Umlagerung feuerverzinkter Produkte von kalter in warme Umgebung (z.
B vom kalten Lagerplatz in eine wärmere Halle) auftreten, da hierbei stets
Kondensatbildung möglich ist.
Da die durch Kondenswassereinfluss und/oder gehemmten CO
2
-Zutritt ge-
bildeten Zinkkorrosionsprodukte sehr voluminös sind, kann selbst eine nur
geringfügige Weißrostbildung optisch fälschlicherweise den Eindruck einer starken
Schädigung des Zinküberzuges erwecken.
Grundsätzlich sollte man die Korrosionsprodukte mit einer weichen Bürste und/
oder handelsüblichen Spezialreinigern [9.30] entfernen und durch eine zerstörungs-
freie Schichtdickenmessung den Grad der Schädigung ermitteln. Ist diese nur
gering, ist anschließend füreineguteBelüftung zu sorgen, um hierdurch die
Bildung der Deckschichten unter Umwandlung verbliebener Zinkkorrosions-
produkte zu fördern. Ist die Schädigung des Zinküberzuges hingegen erheblich,
d. h., die verbliebene Dicke des Zinküberzuges liegt deutlich unter der intakter
Bereiche oder bei neuen Produkten unterhalb der Normwerte, so müssen
Maßnahmen zur Abhilfe getroffen werden. Hierbei wird man im Regelfall an eine
Beschichtung denken müssen, wozu eine Oberflächenvorbereitung gemäß [9.31]
erforderlich ist. Es dürfen nur Beschichtungsstoffe verwendet werden, die fürden
Untergrund Zinküberzug geeignet sind, wofür Beispiele in [9.32, 9.33] und
Abschnitt 10 genannt werden. Als vorbeugende Maßnahmen zur Vermeidung der
Entstehung von Weißrost auf feuerverzinkten Produkten sind, wie bereits ausge-
führt, zu nennen:
I
für eine gute Belüftung sorgen,
I
Teile so lagern und transportieren, dass Regenwasser gut
ablaufen und abtrocknen kann,
I
Taupunktunterschreitungen (und damit die Bildung von
Kondenswasser) vermeiden.
9 Korrosionsverhalten von Zinküberzügen
342
9.2 Korrosionsbelastung durch die Atmosphäre
Abb. 9.12 Zweckmäßige Lagerung bombierter, feuerverzinkter
Bleche begünstigt Wasserablauf sowie Trocknung und verhindert
Weißrostbildung (Gemeinschaftsausschuss Verzinken e. V.,
Düsseldorf [9.1])
Abb. 9.13 Ungünstige Lagerung von feuerverzinkten Winkel-
profilen verhindert (stellenweise) den Wasserablauf und be-
günstigt eine Weißrostbildung (Gemeinschaftsausschuss Ver-
zinken e. V., Düsseldorf [9.1])
Abb. 9.11 Unzweckmäßige Lagerung bombierter, feuerverzinkter
Bleche begünstigt Wasserstau und fördert die Weißrostbildung
(Gemeinschaftsausschuss Verzinken e. V., Düsseldorf [9.1])
343
Andere vorbeugende Maßnahmen, z. B. Phosphatieren, Chromatieren oder das
Aufbringen von Korrosionsschutzölen, haben nur eine zeitlich begrenzte Schutz-
wirkung. Phosphatschichten auf dem Zinküberzug stellen einen Haftgrund für
nachfolgende Beschichtungen dar, ebenso Chromatschichten. Korrosionsschutzöle
(alternativ -fette, -wachse, -paraffine) müssen auf sämtliche Oberflächenbereiche
(Spalten, Winkel, tote Ecken) aufgebracht und vor einer späteren Beschichtung
entfernt werden. Dies kann je nach Objekt einen erhöhten Aufwand erforderlich
machen. Auch ist darauf zu achten, dass die verwendeten Produkte absolut säurefrei
sind, da es sonst zu einer verstärkten Weißrostbildung infolge von Säurekorrosion
kommt, denn Fettsäuren sind zinkaggressiv!
9.2.5
Korrosionsbelastung durch Ablaufwasser
In Fällen, in denen von größeren Flächen aufgefangenes Regenwasser stets über nur
kleine Bereiche abfließen kann, kann es infolge der Aufkonzentration von
Schadstoffen zu verstärkter Zinkkorrosion kommen. In [9.34] wird beispielsweise
über derartige Schäden an einem Zinkblech berichtet, das innerhalb weniger Jahre
durch auftropfendes Regenwasser durchkorrodiert wurde, sowie an feuerver-
zinktem Stahl unter den Wellentälern einer Gewächshaus-Dacheindeckung, wo das
nur in diesen „Tälern“ ablaufende Regenwasser den Zinküberzug eines darunter
befindlichen Stahlträgers in wenigen Jahren abgetragen hatte. Diese als „Regen-
wasserkorrosion“ bezeichnete Korrosionsart kann jedoch lediglich als besondere
Variante der atmosphärischen Korrosion bezeichnet werden; entscheidend ist
weniger die Atmosphäre, sondern die Geometrie der Wasserablaufbahnen. Im
vorgenannten Fall hätte beispielsweise ein etwas überkragendes Dach das Problem
gelöst.
Bitumen und Zink sind Werkstoffe, die häufig in der Bauindustrie gemeinsam
verwendet werden, z. B. für Dacheindeckungen und Entwässerungssysteme.
Korrosionsschäden an Zink und feuerverzinktem Stahl führten zu dem Verdacht,
dass das Bitumen hiermit in Zusammenhang stehen könnte, und zwar in der Weise,
dass durch die Sonne (UV-Strahlung) saure Verwitterungsprodukte des Bitumens
entstehen, die vom Regenwasser ausgewaschen werden und dessen Korrosivität
erhöhen. Laborversuche an unterschiedlichen Bitumensorten zeigten nach UV-
Bestrahlung pH-Werte der abgespülten Prüflösungen bis etwa 3 [9.35, 9.36, 9.37].
Dieser Effekt kann durch Verwendung von kalksteinsplittbekiestem Bitumen
vermindert bzw. sogar ganz vermieden werden.
Aus Untersuchungen an feuerverzinkten Installationssystemen weiß man, dass
Kupferionen (z. B. aus vorgeschalteten Kupferrohren oder Messingarmaturen)
Lochkorrosion im Zinküberzug durch sogen. Kupfer-induzierte Korrosion [9.38]
erzeugen kö
nnen (vgl. Abschnitte 9.1.4 und 9.3.1). Bei der Untersuchung der
Zinkblecheindeckung eines Rathausdaches,
über dem sich ein Zwiebelturm mit
K
upferblecheindeckung befand, konnten aber nach [9.36] keinerlei besondere
Korrosionserscheinungen in dem Bereich festgestellt werden, der vom ablaufenden
Regenwasser des Zwiebelturms beaufschlagt wurde . Ebenso wenig zeigte sich an
Umspannmasten nach 30-jähriger Bewitterungsdauer unterhalb gerosteter Schrau-
9 Korrosionsverhalten von Zinküberzügen
344
ben an dem darunter befindlichen feuerverzinkten Stahl, der vom Rostwasser der
Schrauben braun verfärbt war, verstärkte Korrosion des Zinks. In diesen Fällen
haben höchstwahrscheinlich schützende Deckschichten auf dem Zink Schlimme-
res verhütet., was aber eher die Ausnahme als die Regel ist.
9.3
Korrosionsbelastung durch Wässer
9.3.1
Trinkwasser
Das recht komplizierte Korrosionsverhalten von feuerverzinktem Stahl in Trink-
wasser ist ausführlich und im Detail in [9.6, 9.13, 9.14, 9.38 und 9.39] abgehandelt.
Allgemein gilt das Folgende:
Die Schutzwirkung von feuerverzinktem Stahl in Kaltwasser beruht zunächst auf
der Ausbildung von Deckschichten aus Zink-Korrosionsprodukten. Nach Ab-
zehrung bzw. Umwandlung der Reinzinkschicht werden auch Eisen-Korrosions-
produkte (Rost) aus den Eisen-Zink-Legierungsphasen mit in die Deckschicht
eingebaut. Auf diese Weise entsteht mit weiter fortschreitender Korrosion letztlich
eine Rost-Schutzschicht, die den dauerhaften Korrosionsschutz bewirkt. Voraus-
setzung für einen derartigen Ablauf ist eine hinreichend langsame Korrosion der
Verzinkungsschicht. Die Korrosionsgeschwindigkeit wird in erster Linie durch den
Zutritt des im Wasser gelösten Kohlendioxids bestimmt, da hieraus nach Gl. (9.6)
die Wasserstoffionen gebildet werden, die zur Auflösung der Deckschicht nach Gl.
(9.4) erforderlich sind. Neben der Konzentration an Kohlendioxid spielt vor allem die
Häufigkeit und Intensität des Wasserwechsels eine Rolle. Die größten Korrosions-
raten treten bei ständig fließendem Wasser auf, wobei die Korrosionsgeschwin-
digkeit zunächst mit der Fließgeschwindigkeit zunimmt. Als Folge von Schutz-
schichtbildung nimmt der Einfluss der Fließgeschwindigkeit mit der Zeit ab. In
einem Rohrleitungssystem nimmt die Korrosionsgeschwindigkeit auch mit
zunehmender Entfernung von der Wassereinspeisstelle ab. Dies ist auf die
Abnahme der Konzentration an Kohlendioxid und Zunahme der Konzentration
an Zinkionen im Verlauf der Passage durch das Rohrnetz zurückzuführen. In
Stagnationszeiten, in denen die Einstellung von stationären Zuständen möglich
wird, kommt die gleichmäßige Korrosion praktisch zum Stillstand. Ungleichmäßige
örtliche Korrosion ist bei feuerverzinktem Stahl in Berührung mit Kaltwasser
verhältnismäßig selten.
Die erhöhte Anfälligkeit fürungleichmäßige Korrosion in Berührung mit
erwärmtem Wasser (> 35 °C) steht im Zusammenhang mit dem Effekt der
Potenzialveredelung. Diese ist darauf zurückzuführen, dass in Warmwasser andere
Korrosionsprodukte entstehen als in Kaltwasser. Während die in Kaltwasser
gebildeten Korrosionsprodukte Zinkhydroxid und basisches Zinkcarbonat sehr
weitgehend elektrische Nichtleiter sind, handelt es sich bei dem in Warmwasser
be
vorzugt entstehenden Zinkoxid um einen Halbleiter. An der in Warmwasser
gebildeten Deckschicht ist deshalb die kathodische Sauerstoffreduktion wesentlich
9.3 Korrosionsbelastung durch Wässer
345
weniger gehemmt. Besonders ausgeprägt ist dieser Effekt bei feuerverzinkten
Stahlrohren nach Abzehrung der Reinzinkschicht. Ähnliche Verhältnisse können
bei sog. „Kupfer-Zink-Mischinstallationen“ als Folge der Abscheidung von Kupfer
auf der Zinkoberfläche vorliegen. Eine ausreichende Hemmung der Kathoden-
reaktion ist offensichtlich nur dann gegeben, wenn ein Wasser vorliegt, das die
Rohroberfläche durch Kalkabscheidung inaktiviert oder wenn bei Vorliegen
bestimmter Bedingungen das Wasser nach dem Elektrolyse-Schutzverfahren
nach Guldager behandelt wird.
Für den Einfluss des Wassers auf die Korrosion gilt nach DIN EN 12502 [9.38]
Folgendes: Verzinkte Wasserrohre können gleichmäßige Flächenkorrosion und
örtliche Korrosion (Lochkorrosion, selektive Korrosion) erleiden.
Gleichmäßige Flächenkorrosion: Bei fließendem Wasser hängt die Geschwindigkeit
der Korrosion fast ausschließlich vom pH-Wert des Wassers ab. Sie kann durch
Alkalisierung verringert werden (Zugabe von NaOH oder Na
2
CO
3
bzw. Ca(OH)
2
).
Mit abnehmenden pH-Wert des Wassers nimmt die Korrosionsgeschwindigkeit zu.
Die Geschwindigkeit der Korrosion kann auch durch die Zugabe von Inhibitoren
verringert werde. Geeignet dazu sind beispielsweise Orthophosphate.
Örtliche Korrosion: Örtliche Korrosion lässt sich durch die so genannten
Anionenquotienten abschätzen. Es wird allgemein angenommen, dass bei der
Lochkorrosion Chloride, Nitrate und Sulfate die Korrosion beschleunigen und
Hydrogencarbonat diese verringert. Der Anionenquotient S
1
nach
c(Cl
–
)+c(NO
3
–
)+2c(SO
4
2–
)
S
1
=
c(HCO
3
–
)
sollte kleiner 3, besser 0,5 sein. Weiterhin sollten die Konzentrationen an
Hydrogencarbonat und Calzium folgende Anforderungen erfüllen:
I
c(HCO
3
–
) ³ 2,0 mmol/l
I
c( Ca
2+
) ³ 0,5 mmol/l.
Bezüglich der selektiven Korrosion gilt, dass S
2
unter 1 oder über 3 bzw. die
Konzentration der Nitrationen kleiner 0,3 mmol/l sein sollte
c(Cl
–
)+2c(SO
4
2–
)
S
2
=
c(NO
3
–
)
9.3.2
Schwimmbadwasser
Systeme für Schwimmbadwasser sind ähnlich wie Trinkwassersysteme zu be-
trachten. Da das Wasser im Wesentlichen im Kreislauf geführt wird, könnte die
Korrosion durch die Anreicherung mit Zinkionen zurückgehen. Tatsächlich wird
jedoch meistens eine Wasserbehandlung durchgeführt, bei der nicht nur Chlor oder
Chlorverbindungen zur Desinfektion zugesetzt werden, sondern auch Salz- und
9 Korrosionsverhalten von Zinküberzügen
346
Schwefelsäure, um den pH-Wert in einem Bereich zu halten, in dem das Chlor
hinreichend wirksam ist. Dadurch sind die Korrosionsbedingungen fürTeileaus
feuerverzinktem Stahl in Berührung mit aufbereitetem Schwimmbadwasser als
nicht unproblematisch anzusehen. Verstärkte Korrosion und dicke Weißrostbeläge
sind oft die Folge.
Diese Aussage gilt auch für Stahlbauteile in Hallenbädern, die sich in Wassernähe
befinden oder Kondenswasser-belastet sind.
9.3.3
Offene Kühlsysteme
In offenen Kühlsystemen, in denen Wasser in einem Kühlturm verrieselt wird,
liegen Korrosionsbedingungen vor, die für feuerverzinkten Stahl zum Teil günstiger
sind als in Trinkwassersystemen. Das im Wasser enthaltene Kohlendioxid wird im
Kühlturm zu einem großen Teil entfernt und das Umlaufwasser kann sich mit
Zinkionen anreichern. Nachteilig ist jedoch, dass sich auch die übrigen Wasser-
inhaltsstoffe als Folge der Wasserverdunstung und Wassernachspeisung anrei-
chern. Die Zunahme der Konzentration an Chlorid- und Sulfationen begünstigt das
Auftreten von ungleichmäßiger Korrosion. Die Zunahme der Konzentration der
Calcium- und Magnesiumionen bewirkt Steinbildung. Außerdem ist mit Störungen
durch biologische Vorgänge zu rechnen. Diese Probleme können nur zum Teil
durch kontinuierliches Abschlämmen unter Kontrolle gehalten werden. Eine
wirtschaftliche Betriebsweise ist meistens nur bei Verwendung spezieller Kühl-
wasserzusätze möglich. Die Additive enthalten Korrosionsinhibitoren, Dispergier-
mittelund Biocide. Solange keine Verfahrenzur Prüfung der Wirksamkeit derartiger
Additive zur Verfügung stehen, kann eine Optimierung nur im praktischen Einsatz
erfolgen. Grundsätzlich ist jedoch feuerverzinkter Stahl ein geeigneter Werkstoff für
offene Kühlsysteme mit entsprechend aufbereitetem Wasser [9.40].
9.3.4
Geschlossene Heiz- und Kühlsysteme
In geschlossenen Kreisläufen kommt es nach kurzer Zeit zum Verbrauch des
Kohlendioxids und des im Wasser gelösten Sauerstoffs sowie zur Anreicherung von
Zinkionen. Unter diesen Bedingungen kann nur noch Korrosion unter Wasser-
stoffentwicklung auftreten, deren Intensität mit zunehmender Temperatur
zunimmt. KorrosionsschädeninFormvonWanddurchbrüchen sind nicht zu
befürchten. Störungen können lediglich als Folge von Gasansammlungen auftreten,
wenn die Anlage nicht über entsprechende Entlüftungsvorrichtungen verfügt.
Außerdem können Verstopfungen an Armaturen durch korrosionsbedingt abge-
platzte Zinkpartikel nicht ausgeschlossen werden. Die korrosionsbedingten Vor-
gänge sind in Abschnitt 9.3.6.2, erläutert, die ursächlichen Zusammenhänge in
[9.41] beschrieben. Aus diesem Grunde werden feuerverzinkte Eisenwerkstoffe für
diese Einsatzbereiche nicht empfohlen. Sie werden auch praktisch in geschlossenen
Heiz- und Kühlkreisläufen nicht verwendet, da unter den hier vorliegenden
Korrosionsbedingungen auch ungeschützter Stahl problemlos einsetzbar ist.
9.3 Korrosionsbelastung durch Wässer
347
9.3.5
Abwasser
Nachfolgend wird zwischen abwasserführenden Rohrleitungen und dem Einsatz
feuerverzinkter Bauteile in Abwasser-Anlagen (Kläranlagen) unterschieden.
9.3.5.1 Regenwasser
In ausgeprägt ländlichen Gebieten werden aufgrund positiver örtlicher Erfahrungen
feuerverzinkte Dachrinnen und Regenfallrohre mit guten Langzeiterfolgen einge-
setzt. In Stadtgebieten ist es wegen der als Folge der erhöhten Luftverschmutzung
gesteigerten Korrosionsaggressivität des Regenwassers zweckmäßig, zusätzlich
beschichtete feuerverzinkte Bauteile einzusetzen oder alternativ Rinnen und
Fallrohre aus Titanzink [siehe z. B. 9.42].
9.3.5.2 Häusliche Abwässer
FürdieGebäude-Entwässerung werden feuerverzinkte Rohrleitungssysteme mit
Erfolg eingesetzt. Eine zusätzliche Kunststoffbeschichtung hat sich als vorteilhaft
erwiesen. Die Systeme beinhalten die erforderlichen Rohr-, Winkel-, Bogen- und
Sammelbauteile in den baugerechten Abmessungen; sie werden vornehmlich mit
Gummidichtungen in Steckverbindungen verlegt.
Das Korrosionsverhalten ist von der Schutzwirkung der gebildeten Deckschichten
auf dem Zink bzw. der Kunststoffbeschichtung bestimmt. Im allgemeinen bildet
sich im Rohrinnern aus Abwasserbestandteilen eine Sielschicht, die eine
ergänzende Schutzwirkung hat. Die Zinküberzüge setzen in ihrer Wirkung erst
ein, wenn sie an Verletzungen oder Fehlstellen in der Beschichtung mit dem
Abwasser in Berührung kommen. Sie wirken örtlicher Korrosion, deren Aus-
breitung unter der Beschichtung und der Unterwanderung entgegen. Darüber
hinaus dient die Feuerverzinkung dem Korrosionsschutz der Rohraußenfläche.
9.3.5.3 Kläranlagen
Die Verwendung feuerverzinkter Bauteile in Kläranlagen ist von der Art des
Abwassers, dem Klärsystem und dem Einsatzbereich in der Anlage bestimmt.
Wesentliche Erfahrungen sind in [9.43–9.46] beschrieben; Anwendungshinweise
enthalten ein Merkblatt der Abwassertechnischen Vereinigung ATV [9.46].
Verbreitet positive Erfahrungen liegen mit feuerverzinkten Bauteilen im Über-
wasserbereich vor. Dabei handelt es sich insbesondere um Konstruktionsteile,
Halterungen, Stützen, Geländer usw., die im Wesentlichen einer atmosphärischen,
umgebungsbedingten Korrosionsbelastung unterliegen.
In Abhängigkeit von der zu erwartenden Korrosionsbelastung ist es günstig, das
Duplex-Verfahren (Feuerverzinkung + Beschichtung) anzuwenden (vgl. Abschn. 10
und[9.46]).DieVorteileliegeninderSchutzwirkungsdauer,diedeutlichlänger als
die Summe der einzelnen Partner ist. Darüber hinaus gestalten sich spätere
Wiederholungsbeschichtungen vergleichsweise einfach, da Entrostungsarbeiten
entfallen; es genügt normalerweise ein Abbürsten lockerer Beschichtungsreste als
Oberflächenvorbereitungsverfahren.
9 Korrosionsverhalten von Zinküberzügen
348
Im abwasserberührten Unterwasserbereich ist für die Voraussage zur Korrosions-
schutzwirkung der Feuerverzinkung die mögliche Vielfalt der Abwasserparameter
bezüglich Sielschichtbildung und Korrosivität besonders zu bewerten. Nach [9.48]
sind für die Verwendung der Feuerverzinkung folgende Grenzwerte des Abwassers
zu beachten:
I
pH-Wert: 6,5 < pH < 9,0 (kurzzeitig 6,0 < pH < 9,5),
I
Chlorid-/Neutralsalz- Gehalt: max. 300 mg l
–1
(kurzzeitig
1000 mg l
–1
entsprechend einer Leitfähigkeit von etwa
1000 µScm
–1
,
I
Kupfergehalt:max.0,06mgl
–1
.
Gegebenenfalls können im Unterwasserbereich Duplex-Systeme eingesetzt werden,
wobei die Dicke der Beschichtung zur Vermeidung von Diffusionsvorgängen
mindestens 500 bis 800 µm betragen sollte.
Insbesondere besteht für Bauteile aus verzinkten unlegierten Eisenwerkstoffen in
Abwässern eine erhöhte Korrosionsgefährdung durch Elementbildung bei metallisch
leitender Verbindung mit Betonstahl [9.4, 9.47]. Bei der Konstruktion sollte darauf
geachtet werden, dass ein solcher Kontakt ausgeschlossen wird. Im Fall der
Unvermeidbarkeit oder bei messtechnischem Nachweis einer solchen Situation
kommt zum Korrosionsschutz nur Teer-Epoxidharz- (TEP)-Dickbeschichtung in
Betracht, um die Korrosionsgefährdung zu minimieren, oder ein innerer kathodi-
scher Korrosionsschutz, der aber durch erfahrene Fachfirmen ausgeführt werden
sollte.
9.3.6
Meerwasser
Mit diesen Ausführungen soll dargelegt werden, in welcher Weise der Korrosions-
schutz stählerner Meerwasser-Bauwerke durch Feuerverzinken verlängert wird und
welche Wirkungen von zusätzlichen Beschichtungen erwartet werden können. Für
wirtschaftliche Betrachtungen werden Abtragungswerte genannt, die jedoch nur
hinsichtlich gleichmäßiger Flächenkorrosion orientierend bewertet werden dürfen.
Später mögliche örtliche Korrosionsvorgänge, die eine Blasenbildung im Zink als
Vorstufe durchlaufen, leiten zur Korrosion des Werkstoffs Stahl über. Dazu gelten
andere Gesetzmäßigkeiten [9.48, 9.49], die hier allerdings nicht mehr erörtert
werden sollen.
9.3.6.1 Deckschichtbildung
Über das Korrosionsverhalten feuerverzinkter Bauteile in Meerwasser liegen
positive Erfahrungen vor. Sie sind durch die Eigenschaften der Zinküberzüge
gekennzeichnet, in Reaktion mit Meerwasserinhaltsstoffen Deckschichten auszu-
bilden, die zum Korrosionsschutz beitragen. Diese Deckschichtsubstanzen ent-
halten im Wesentlichen Verbindungen wie ZnCl
2
· 4Zn(OH)
2
,ZnSO
4
· 3Zn(OH)
2
ZnO, Mg,(OH),Cl, aber auch CaO · Al
2
O
3
· SiO
2
, Phosphate und Eisenverbindun-
gen (vgl. Abschnitt 9.1.1). Dabei bilden die Beanspruchungsbereiche, d. h. Spritz-
wasser-, Wechseltauch- und Dauertauchzone, weitere Einflussgrößen. Im Laufe der
9.3 Korrosionsbelastung durch Wässer
349